水域生境好氧不产氧光合细菌(AAPB)研究进展     

张海涵  王燕  刘凯文  黄廷林  李楠  杨尚业  司凡  苗雨甜  黄鑫  张梦瑶 《湖泊科学》2020,32(6):1585-1598

好氧不产氧光合细菌（aerobic anoxygenic photosynthesis bacteria,AAPB）是广泛分布于海洋、湖泊及河流等典型水域生境中的异养原核生物,能够以环境中有机物为营养物质来获取细胞生长及代谢所需的能量,同时借助自身独特的菌绿素完成光合作用产能但不合成氧气,在物质循环与能量流动中扮演着重要角色.近年,越来越多的AAPB种属被陆续报道,基于光合基因,例如光合反应中心M亚基（pufM）的分子系统发育分析显示,大部分AAPB属于α-、β-及γ-变形菌,且丰度及多样性随生境的不同而呈现时空地理格局异质性.本文对AAPB的栖息环境与生长特性、丰度与分布、生态功能以及环境驱动因子等方面的研究进展进行了回顾和综述.目前,针对水库生态系统AAPB的研究鲜见报道,作者建议开展水库生境中AAPB多样性分布、环境驱动因素及生态功能研究,丰富对于水生生态系统中功能微生物种群生态结构与代谢功能的认识.  相似文献   

麻疯树和枫杨幼苗对5种模拟喀斯特逆境的光合生理响应     

邢德科  吴沿友  吴沿胜  于睿  黎明鸿  姚香平 《中国岩溶》2016,35(6):649-656

通过测定麻疯树和枫杨幼苗在5种模拟喀斯特逆境下的光合以及δ13C值的变化,分析其光合响应特征。结果表明,第15天,麻疯树幼苗在偏碱性、干旱、低磷、高重碳酸盐和低营养下的净光合速率（Pn）分别为4.39、0.27、2.58、3.08和6.26 μmol?m-2?s-1,第25天则分别变为4.09、0.66、4.57、3.83和4.04 μmol?m-2?s-1;枫杨幼苗的Pn和水分利用效率均低于麻疯树,枫杨幼苗在第25天的Pn有所升高。干旱下枫杨幼苗的初始荧光（Fo）显著升高,光系统II原初光能转化效率（Fv/Fm）显著下降,与麻疯树幼苗相比,其光合结构受到更为严重的损害。第25天各逆境下麻疯树幼苗的δ13C值与对照相比显得更为偏正,其对胞内HCO3-的利用能力较强。因此,在山坡缺水环境适宜种植麻疯树,而在沿溪涧河滩阴湿环境则适宜种植枫杨。   相似文献   

NaCl胁迫对甜叶菊移栽苗生理生态特性的影响     

董海涛  孙宏义 《冰川冻土》2015,37(2):538-544

通过盆栽法, 研究了不同浓度NaCl胁迫对甜叶菊移栽苗生理生态特性的影响. 结果表明: NaCl对甜叶菊移栽苗生长的胁迫表现为低促高抑的效应, 即0~44 mmol·L^-1浓度下, NaCl处理对甜叶菊移栽苗光合作用和生长具有促进作用; 44~140 mmol·L^-1浓度下, 甜叶菊光合参数、干叶产量、长势等逐渐下降; 大于140 mmol·L^-1浓度下, 甜叶菊将不能存活. 低浓度NaCl胁迫下, 甜叶菊叶生长量增加, 而茎和根的生长量与其他NaCl胁迫一样, 表现为增长量降低. 甜叶菊通过增加叶生物量适应低盐胁迫, 是甜叶菊叶子的增产新机制, 为生物量的分配研究提供了新的佐证. 此外, 所确定的Na⁺影响甜叶菊生长的低促高抑的浓度范围, 为今后甜叶菊规模化和精细化栽培种植提供了理论基础.  相似文献   

天然矿物光电效应:矿物非经典光合作用     

鲁安怀  李艳  丁竑瑞  王长秋  许晓明  刘菲菲  刘雨薇  朱莹  黎晏彰 《地学前缘》2020,27(5):179-194

地球上生物因受到太阳光辐射作用而进化出结构精致的光合作用系统。太阳光辐射对地球表面广泛分布的无机矿物的影响与响应机制长期未被重视与理解。我们新发现的地表“矿物膜”转化太阳能系统,具有潜在的产氧固碳作用,体现出自然界中固有的矿物光电效应与非经典光合作用。本文在总结自然界中矿物光电子能量特征,特别是地表“矿物膜”特征及其光电效应性能的基础上,重点探讨铁锰氧化物矿物表现出的光电效应、产氧固碳作用与地质记录。提出矿物享有光电效应特性,地表“矿物膜”富含水钠锰矿、针铁矿、赤铁矿等天然半导体矿物,在日光辐射下具有稳定而灵敏的光电转换性能,产生矿物光电子能量;提出矿物拥有非经典光合作用的性能,自然界无机矿物转化太阳能系统类似生物光合作用吸收转化太阳能的产氧固碳系统,地表“矿物膜”光催化裂解水产氧作用及其转化大气和海洋二氧化碳为碳酸盐矿物作用,孕育出“矿物光合作用”;提出矿物具有促进生物光合作用的功能,生物光合作用中心Mn₄CaO₅在裂解水产氧过程中产生成分和结构类似水钠锰矿的锰簇化合物结构体,初步认为水钠锰矿可能促使蓝细菌光合作用系统的起源,矿物影响与削弱水分子氢键以改变水的性质,可提高水的分解程度与光合作用效率,为进一步探索矿物促进生物光合作用机理提供科学技术突破的机遇。  相似文献   

Radish (Raphanus sativus L.) Cultivar‐Specific Response to O3: Patterns of Biochemical and Plant Growth Characteristics          下载免费PDF全文

Ibrahim A. Hassan  Nigel B. Bell  Mike R. Ashmore  Lorenzo Cotrozzi  Nesreen S. Haiba  Jalal M. Basahi  Ahmad Summan  Talal Almeelbi  Iqbal M. Ismail 《洁净——土壤、空气、水》2018,46(6)

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菊花心江蓠的光合特性及其应用研究          下载免费PDF全文

汤坤贤  林泗彬  汤朴毅  陈玉珍  陈敏儿  林亚森  孙元敏  蔡鹭春 《应用海洋学学报》2018,37(4):534-540

测定不同光强下菊花心江蓠(Gracilaria lichevoides)的产氧率和耗氧率.结果表明,20 000 lx以内菊花心江蓠的产氧率和光强的相关曲线的回归方程为y=0. 000 144 3x-0. 122 1,R2=0. 993 8,实验条件下菊花心江蓠的耗氧率为0. 121±0. 010 mg/(g·h),光补偿点为825 lx,光饱和点在20 000～22 000 lx之间,光饱和时的产氧率为2. 723±0. 329 mg/(g·h).光饱和以后菊花心江蓠的产氧率基本保持不变,45 000 lx以后出现轻微光抑制现象.测量水下光强随水深变化情况,发现水深达到水体透明度深度时,光强约14 000～15 000 lx,与菊花心江蓠的最大生长率的光强接近.测量不同养殖模式的溶解氧浓度昼夜变化,发现养殖密度过大可能在凌晨出现缺氧状态.根据菊花心江蓠的光合特性,提出江蓠养殖、江蓠用于生态修复的水深调控方法以及江蓠用于生态养殖的密度调控方法,以保持不同需求条件下较高的经济或生态效益.  相似文献   

不同盐度胁迫对坛紫菜叶状体生理指标的影响   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

徐严  王文磊  许凯  徐燕  纪德华  陈昌生  谢潮添 《应用海洋学学报》2018,37(3):380-386

以坛紫菜(Pyropia haitanensis)Z-61叶状体为材料,检测了高盐(110)胁迫与低盐(0)胁迫处理不同时间(0、4、8、24h和恢复4h)后叶状体中的羟自由基(·OH~-)清除能力、过氧化氢(H_2O_2)含量、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子(O_2~-·)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(GSH)活性以及叶绿素荧光参数[包括PS II最大光化学效率(Fv/Fm)、表观光合电子传递效率(ETR)、非光化学荧光猝灭系数(NPQ)、实际光合作用效率Y(II)]的变化,以探究坛紫菜叶状体对不同盐度海水的耐受机制.结果表明,在高盐和低盐胁迫下,H_2O_2的含量和·OH~-的清除能力随时间增加而呈现逐渐上升的趋势,而O_2~-·的含量在胁迫4h显著升高后无显著变化.且相比于高盐(110),低盐(0)胁迫下坛紫菜叶状体会产生更多H_2O_2、O_2~-·和·OH~-,膜脂过氧化物丙二醛(MDA)含量增加更明显,说明低盐胁迫引起坛紫菜叶状体的氧化损伤要显著高于高盐胁迫.高盐胁迫24h后,SOD的活性达到了最大,CAT、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽(GSH)的活性均呈现先上升后下降的变化趋势.低盐胁迫下,SOD、GSH的活性均不断增加,CAT、APX的活性先上升后下降.此外,低盐和高盐胁迫下,随时间的增加,叶绿素荧光参数均明显下降.上述结果表明,高盐和低盐胁迫下,坛紫菜叶状体的光合作用受到抑制,机体通过维持较高的抗氧化酶活性以提高活性氧的清除能力,进而保证藻体的正常存活.  相似文献   

光强对缘管浒苔(Ulva linza)光合生理特性和短期温度效应的影响     

付倩倩  李航霄  吴海龙  徐军田 《海洋与湖沼》2018,49(5):967-974

由于季节和分布深度的不同,海藻接受的光强和温度也不同,其生理响应机制也不同。本文旨在研究不同光强对缘管浒苔(Ulvalinza)光合生理特性及短期温度效应的影响。缘管浒苔样品采自连云港高公岛海区(119.3°E, 34.5°N)。实验设置了低、中、高三个不同水平的光强,分别为90、200和400μE/(m~2·s)。结果表明,藻体的净光合作用速率在低光下显著低于培养在高、中光下的,而光强对呼吸作用速率无显著影响。高光下藻体光系统Ⅱ的最大光化学效率(F_v/F_m)值显著低于中、低光强下,而非光化学淬灭(NPQ)值随光强降低显著下降。叶绿素a和叶绿素b的含量在低光强下均显著高于高、中光强下的含量。最大相对电子传递速率(rETR_(max))随光强变化显著,中光下最高,低光下最低;饱和光强(I_k)在低光下显著低于在高、中光下。在不同浓度的溶解性无机碳(DIC)下,净光合作用速率在不受碳限制时所能达到的最大速率(V_(max))随光强升高而显著增大,净光合作用速率为最大速率一半时的底物浓度(K_m)在低光下显著低于高、中光下。这表明低光上调了藻体的无机碳利用能力。短期温度实验表明,高光培养下,酶失活一半时的温度(T_h)显著增加,而低光下藻体的净光合作用速率的最适温度(T_(opt))显著降低,这表明低光显著提高了缘管浒苔对环境的敏感性,而高光下的藻体更适应高温的环境,这为绿潮在5—7月份大规模暴发的现象研究提供了一定的理论参考依据。  相似文献   

Effects of simulated benthic fluxes on phytoplankton dynamic and photosynthetic parameters in a mesocosm experiment (Bay of Brest,France)     

Pascal Claquin  Sorcha NÍ Longphuirt  Pierre Fouillaron  Pierre Huonnic  Olivier Ragueneau  Cécile Klein  Aude Leynaert 《Estuarine, Coastal and Shelf Science》2010

Benthic faunal activity and density play an important role in determining the rates of benthic nutrient fluxes, which enrich the water column and contribute to phytoplankton growth. The intensity of nutrient fluxes in the Bay of Brest depends on the density of the invasive gastropod, Crepidula fornicata. In order to study the impact of benthic fluxes on phytoplankton dynamics, realistic daily nutrient inputs simulating various densities of C. fornicata were added to six enclosures during three weeks. The increase in fertilization intensity influenced the phytoplankton biomass. A succession from Chaetoceros spp. to Pseudo-nitzschia spp. and Leptocylindrus danicus was observed in all enclosures, but the dynamics of successions were different. Pseudo-nitzschia spp. was favored in the three more fertilized enclosures, while Chaetoceros spp. persisted longer in less enriched enclosures. Despite an apparent nitrogen limitation, the quantum efficiency of PSII (F_v/F_m) was high (>0.5) and stable in all enclosures. The maximal photosynthetic capacity (P^Bmax) was also invariable and oscillated around an average value of 2.23 mg C (mg Chl a)⁻¹ h⁻¹. The stability of F_v/F_m and P^Bmax observed at different nutrient input intensities demonstrates that the daily inputs maintained the physiological balance of the microalgae. The maximal light utilization efficiency (α) and the light saturation parameter (E_k) were also quite stable after day 8, which reveals that photosynthetic parameters were driven by growth constraints due to nutrient availability and not by incident light or species successions. We suggest that our results correspond to an “E_k independent variation” regulation. We propose that such regulation of photosynthetic parameters appears when there are frequent nutrient additions which do not allow replete nutrient conditions to be reached but lead to physiological equilibrium.  相似文献   

Assessment of a field incubation method estimating primary productivity in rockpool communities     

Laure M.-L.J. Noël  John N. Griffin  Richard C. Thompson  Stephen J. Hawkins  Michael T. Burrows  Tasman P. Crowe  Stuart R. Jenkins 《Estuarine, Coastal and Shelf Science》2010

An open incubation method has been used in many studies to directly estimate primary productivity and ecosystem functioning by measuring photosynthetic and respiratory rates in intertidal rockpool communities. The method measures changes in dissolved oxygen concentrations recorded in situ during an artificial dark period (respiration) and a natural light period (net primary productivity). Although this method has yielded interesting results, its advantages and limitations have yet to be thoroughly tested. The accuracy of the method was investigated in a controlled laboratory environment and compared with field incubations. Atmospheric oxygen diffusion across the air–water interface did not affect incubation measurements under low wind speed (<2 m s⁻¹). Temperature increases during incubations were not greater than in natural rockpools and did not affect primary productivity. The major problem was the oxygen supersaturation which inhibited photosynthesis, thus leading to an underestimation of primary production. To allow comparable measurements, net primary productivity needs to be recorded during the linear phase of the photosynthetic process (<30 min of light) before water reaches supersaturation (<160%). This method gives rapid and reliable estimates of primary productivity thereby allowing biodiversity and ecosystem functioning relationships to be tested using rockpools as natural mesocosms.  相似文献